антиплагиат (1208329), страница 9
Текст из файла (страница 9)
В работе использоваласьпескоструйная камера с головкой, работающей на основе эжекции. В качествеабразива использовался электрокорунд [9].Исследовалась зависимость шероховатости обрабатываемой поверхностиобразцов из стали от давления сжатого воздуха. Оптимальным давлениемявляется 0,5–0,6 МПа.Зависимость шероховатости обрабатываемой поверхности от давлениясжатого воздуха представлена на рисунке 4.2Рисунок 4.2 – Зависимость шероховатости обрабатываемой поверхности от давлениясжатого воздухаТвердость поверхности, НВ 180–210;Дистанция обработки, мм – 60;Время обработки, мин / см – 0,3;Кривая 1-обработка дробью ДСК;Кривая 2-обработка электрокорундом.Основная задача операции напыления состоит в формировании напредварительно подготовленной поверхности детали слоя необходимыхгеометрических размеров с заданными эксплуатационными свойствами [6].Решение этой задачи обусловлено взаимодействием множества факторов,как внешних (тип применяемого оборудования для напыления, маркаматериала), так и связанных с условиями осуществления самого процессанапыления (режимы напыления, толщины покрытия, скорость перемещенияповерхности напыляемой детали относительно оси плазмотрона и пр.).Следует отметить, что при правильном выборе и соблюдении режимовнапыления практически на любых установках для плазменного напыленияможно получать качественные покрытия.Одним из основных факторов, определяющих эксплуатационные свойстваплазменных покрытий, является марка материала для напыления.
Наиболееширокое применение для плазменного напыления получили порошковыематериалы. В настоящее время отечественной промышленностью выпускаетсябольшая номенклатура порошковых материалов, позволяющих получатьпокрытия с высокими эксплуатационными свойствами – антифрикционные,износостойкие, коррозионностойкие, жаростойкие, жаропрочные [6].Предварительный выбор материалов осуществляется, исходя из условийработы, величины и вида износа деталей, а также рекомендаций заводовизготовителей порошковых материалов. Окончательный выбор маркиматериала может быть произведен на основании комплекса лабораторныхисследовательских и производственных испытаний наплавленных покрытий.Важными факторами, оказывающими существенное влияние на качествопокрытий, являются параметры процесса напыления.Основными параметрами технологического процесса напыления покрытийявляются:- мощность дуги (сила тока и напряжение);- вид и расход плазмообразующего и транспортирующего газа;- дистанция напыления;- скорость перемещения поверхности напыляемой детали относительно осиплазменной струи.В зависимости от технологических параметров процесса напыленияформируются покрытия с определенными характеристиками [17].Основными характеристиками и свойствами покрытий являются:- толщина;- пористость;- прочность сцепления с основой;- твердость;- специальные свойства (износостойкость, жаропрочность и так далее).Толщина покрытия зависит от производительности процесса, временинапыления, размера напыляемых частиц.
Пористость зависит, в основном, отдистанции напыления, мощности дуги, расхода плазмообразующего газа.Прочность сцепления покрытий с основой прямо или косвенно зависит отбольшинства параметров напыления: силы тока и напряжения дуги, расходарабочего газа, дистанции напыления, толщины покрытия, физико-химическихсвойств напыляемого материала, а также в большой мере от качестваподготовки поверхности детали [17]. Таким образом, для получениякачественного покрытия с заданными свойствами, наряду с правильнымвыбором материала, необходимо выявление зависимостей влияния тех илииных параметров напыления на свойства покрытий и, на основе этого, выбороптимальных режимов напыления.К предварительной обработке относится мойка и обезжиривание, а такжеструйно-абразивная обработка.
Мойке подлежат детали с сильнозагрязненными поверхностями, чаще всего это детали, проработавшиедлительный срок и подлежащие восстановлению или детали после длительногохранения. На поверхностях таких деталей могут быть ржавчина, пригоревшиемасла в смеси с абразивом и продуктами износа (мелкими частицамиржавчины, окалины, неокисленного металла, пыли).
Для удаления загрязненийс поверхностей таких деталей применяют, как правило, мойку в сильныхорганически-щелочных растворителях (растворах каустической соды, моющемсредстве типа “Лабомид”) с одновременной механической очисткойметаллическими щетками или другим инструментом, или последующейобдувкой абразивом [1].Обезжиривание проводится с целью полного удаления с поверхностейдеталей масел и обеспечивает, с одной стороны, предпосылки к качественномусцеплению покрытий с основой, с другой стороны, предохраняет абразивныйматериал, используемый для создания шероховатости, от загрязнения маслом.Для обезжиривания используют как органические растворители, так и растворыминеральных соединений [1].Для определения растворов и режимов обезжиривания были отобраныследующие материала: ацетон ГОСТ 2768-84, бензин неэтилированные марки “Б-70 “ ГОСТ 4331-76, а также едкий натрий ГОСТ 2263-79, карбонат натрияГОСТ 5100-73, тринатрийфосфат ГОСТ 201-76 и стекло натриевое жидкоеГОСТ 13078-81.4.3 Разработка конструкции установки и технологии производствапорошковПорошки для напыления предлагается изготавливать.
Цельразрабатываемых технологий состоит в организации замкнутоготехнологического цикла: выплавка сплава или получение его другимиспособами, изготовление порошка, нанесение покрытий.В рамках разрабатываемой темы предполагается использовать указаннуютехнологическую цепочку для других деталей, эксплуатирующихся в тяжелыхусловиях, к примеру, деталей вагонов. При этом в условиях Дальнего Востокаимеется возможность получать специальные порошки из местногоминерального сырья [18].Создана опытная установка получения порошков из расплава методомраспыления. Эксперименты проведенные в процессе создания установкипоказали, что диспергирование струи металла, вытекающего из распылителя,зависит от многих факторов: скорости подачи воздуха на струю, соотношениясечений, температуры металла и т.п.
Для получения требуемой фракциипорошка (50–200 мкм) подобраны оптимальные конструктивные параметрыустановки и режимы распыления.Металл выплавляли в индукционной печи. Порошок получали методомраспыления. Полученный таким образом порошок приемлем для работы наустановке УПНС-304.Установка для изготовления порошков методом распыления представлена нарисунке 4.3Рисунок 4.3 – Установка для изготовления порошков методом распыления5 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ВЫПЛАВКИМЕТАЛЛАНаиболее перспективным способом нанесения защитных покрытийявляется плазменное напыление, при котором нагрев, плавление,диспергирование и перенос напыляемого материала 47 осуществляетсяплазменной струей, полученной нагревом потока газа в электрическом дуговомразряде [9]. 47Сущность данного процесса состоит в нанесении покрытия израсплавленного присадочного порошкового или проволочного материала наметаллическую поверхность с использованием в качестве источника нагревасжатой дуги, горящей между электродом плазмотрона и изделием.
Основнойцелью плазменной наплавки является изготовление новых деталей и изделий соспециальными износо- и коррозионностойкими свойствами поверхности, атакже восстановление размеров изношенных и бракованных деталей за счетнанесения покрытий, обладающих высокой плотностью и прочностьюсцепления с изделием, работающих в условиях высоких динамических,знакопеременных нагрузок, подверженных абразивному, коррозионному,высокотемпературному или иному воздействию.Сжатие дуги в плазмотроне обеспечивает повышение температурыплазменной струи до 10000–15000 К. Нагрев и расширение газа 47 позволяютполучить скорость плазменной струи, приближающуюся к скорости звука, а внекоторых случаях превышающую её.
Высокие температура и скорость струипозволяют напылять покрытия из любых материалов: металлов и сплавов,керамических материалов, таких как оксиды, карбиды, бориды, нитриды, икомпозиционных материалов. В качестве плазмообразующих газов используютаргон, азот и их смеси с водородом и гелием. 47 Энергетические параметрыплазменной 47 дуги можно регулировать в широких пределах подбором газов,параметров дугового разряда, расходом газов, геометрией сопел и катодов [9]. 47На рисунке 5.1 изображены схема и реальный процесс плазменнопорошкового напыления поверхностей деталейРисунок 5.1 – схема (а) и реальный процесс (б) плазменно-порошкового напыленияповерхностей деталей: 1 – корпус плазмотрона; 2 – вольфрамовый электрод; 3 –охлаждаемый анод; 4 – канал подачи газа; 5 – канал подачи порошка; 6 – плазменная струя;7 – напыляемая поверхностьФизическое взаимодействие напыляемой частицы с основой происходит наатомарном, ионном и молекулярном уровнях.
При сближении атомовнапыляемого материала и основы на расстояние 48 примерно до м возникают 48силы молекулярного взаимодействия Ван дер Ваальса. Если сблизить атомы нарасстояние м, то 57 образуется химическая связь [9]. В условияхплазменного напыления, когда скорость частицы в полете составляет 100–150м/с, 57 при соударение в течение – секунды возникает импульсноедавление до 1500 Па, в результате чего возникает растекание жидкойкомпоненты частицы и активизация процесса ее взаимодействия с основой.Вследствие этого метод плазменного напыления обеспечивает высокуюадгезионную прочность покрытий из тугоплавких керамических материалов.Высокая температура плазменной струи и возможность менять ее вшироком диапазоне подбором диаметра сопла и режимов работы позволяютпроизводить напыление самых различных материалов: от легкоплавкихматериалов до тугоплавких керамических материалов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
